c语言代码实现位图直方图均衡,编写一个程序,可以在命令行输入参数,完成指定文件的直方图均衡,并存储到新文件,file1.bmp file2.bmp
时间: 2024-03-08 20:48:59 浏览: 94
好的,让我来为您编写这个程序。
首先,我们需要了解一下位图直方图均衡的算法原理。直方图均衡是一种常见的图像增强方法,通过对图像的像素值进行重新分配,以使得图像的像素值更加均匀分布,从而增强图像的对比度和清晰度。对于每个像素值,直方图均衡算法计算出其在整个图像中的像素值分布情况,并将其转换为一个新的像素值,从而达到均衡直方图的目的。
接下来,我们可以开始编写程序了。下面是一个基本的实现:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef unsigned char BYTE;
typedef unsigned short WORD;
typedef unsigned int DWORD;
#pragma pack(2) // 设置结构体成员变量按 2 字节对齐
typedef struct BMPFileHeader {
WORD bfType; // 文件类型,必须为 BM(0x4D42)
DWORD bfSize; // 文件大小,以字节为单位
WORD bfReserved1; // 保留,必须设置为 0
WORD bfReserved2; // 保留,必须设置为 0
DWORD bfOffBits; // 从文件头到像素数据的偏移量,以字节为单位
} BMPFileHeader;
typedef struct BMPInfoHeader {
DWORD biSize; // 信息头大小,以字节为单位
DWORD biWidth; // 图像宽度,以像素为单位
DWORD biHeight; // 图像高度,以像素为单位
WORD biPlanes; // 必须为 1
WORD biBitCount; // 每个像素的位数
DWORD biCompression; // 压缩类型,0 表示不压缩
DWORD biSizeImage; // 图像数据大小,以字节为单位
DWORD biXPelsPerMeter; // 水平分辨率,每米像素数
DWORD biYPelsPerMeter; // 垂直分辨率,每米像素数
DWORD biClrUsed; // 使用的颜色数,如果为 0,则使用所有调色板项
DWORD biClrImportant; // 对图像显示有重要影响的颜色数,如果为 0,则都重要
} BMPInfoHeader;
typedef struct RGB {
BYTE b;
BYTE g;
BYTE r;
} RGB;
int histogram_equalization(RGB *pixels, int width, int height) {
int histogram[256] = {0}; // 原始直方图
int cdf[256] = {0}; // 累积分布函数
int n = width * height;
// 计算原始直方图
for (int i = 0; i < n; i++) {
RGB *pixel = &pixels[i];
int gray = (pixel->r + pixel->g + pixel->b) / 3;
histogram[gray]++;
}
// 计算累积分布函数
cdf[0] = histogram[0];
for (int i = 1; i < 256; i++) {
cdf[i] = cdf[i - 1] + histogram[i];
}
// 计算新的像素值
for (int i = 0; i < n; i++) {
RGB *pixel = &pixels[i];
int gray = (pixel->r + pixel->g + pixel->b) / 3;
int new_gray = (cdf[gray] * 255) / n;
pixel->r = new_gray;
pixel->g = new_gray;
pixel->b = new_gray;
}
return 0;
}
int main(int argc, char *argv[]) {
if (argc != 3) {
printf("Usage: %s <input file> <output file>\n", argv[0]);
return 1;
}
char *input_file = argv[1];
char *output_file = argv[2];
// 打开输入文件
FILE *fp = fopen(input_file, "rb");
if (fp == NULL) {
printf("Failed to open input file: %s\n", input_file);
return 1;
}
// 读取 BMP 文件头
BMPFileHeader file_header;
fread(&file_header, sizeof(file_header), 1, fp);
// 检查文件类型
if (file_header.bfType != 0x4D42) {
printf("Invalid BMP file: %s\n", input_file);
fclose(fp);
return 1;
}
// 读取 BMP 信息头
BMPInfoHeader info_header;
fread(&info_header, sizeof(info_header), 1, fp);
// 检查位数是否为 24
if (info_header.biBitCount != 24) {
printf("Unsupported bit count: %d\n", info_header.biBitCount);
fclose(fp);
return 1;
}
// 计算行字节数
int row_size = ((info_header.biBitCount * info_header.biWidth + 31) >> 5) << 2;
// 分配像素数组内存
RGB *pixels = (RGB *) malloc(row_size * info_header.biHeight);
// 读取像素数据
fseek(fp, file_header.bfOffBits, SEEK_SET);
fread(pixels, row_size * info_header.biHeight, 1, fp);
// 关闭输入文件
fclose(fp);
// 进行直方图均衡化
histogram_equalization(pixels, info_header.biWidth, info_header.biHeight);
// 打开输出文件
fp = fopen(output_file, "wb");
if (fp == NULL) {
printf("Failed to open output file: %s\n", output_file);
return 1;
}
// 写入 BMP 文件头
fwrite(&file_header, sizeof(file_header), 1, fp);
// 写入 BMP 信息头
fwrite(&info_header, sizeof(info_header), 1, fp);
// 写入像素数据
fwrite(pixels, row_size * info_header.biHeight, 1, fp);
// 关闭输出文件
fclose(fp);
// 释放内存
free(pixels);
printf("Done!\n");
return 0;
}
```
这个程序将读取 BMP 格式的图像文件,并对图像进行直方图均衡化。程序需要两个命令行参数:输入文件名和输出文件名。
例如,要对 `file1.bmp` 进行直方图均衡化,并将结果保存为 `file2.bmp`,可以这样运行程序:
```
$ ./histogram_equalization file1.bmp file2.bmp
```
程序将输出 `Done!` 表示处理完成。
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